《学霸笔记 同步精讲》第五章 第二节 高分子材料（课件）高中化学人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》第五章 第二节 高分子材料（课件）高中化学人教版选择性必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-05 00:00:00 | ||
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文档简介
(共49张PPT)
第二节 高分子材料
第五章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.能从微观角度了解高分子材料的分类和用途,能说出高聚物的结构与性质的关系。
2.了解合成高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献,但也要了解高分子材料对环境造成的不良影响。
3.从新型高分子材料所含官能团的角度,辨析不同类型新型高分子材料及其化学性质的差异和用途的不同。了解新型高分子材料优异的性能,了解新型高分子材料对环境的污染,研制环保型的新型高分子材料是保护环境的关键。
自主预习 新知导学
一、高分子材料
1.分类:
2.高分子的命名。
(1)天然高分子习惯使用专有名称,如纤维素、淀粉、甲壳质、蛋白质等。
(2)合成高分子一般在单体名称前加上“聚”字,如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等。由两种单体聚合成的高聚物有两种命名法,一是在缩合产物或两种单体前加“聚”,例如,聚对苯二甲酸乙二酯、聚己二酰己二胺等;二是在两种单体名称后加上“树脂”,例如,酚醛树脂、脲醛树脂等。这里的树脂是指未加工处理的聚合物。
(3)合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”,如乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。
(4)合成纤维的名称常用“纶”,如涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)、锦纶(脂肪族聚酰胺纤维)、维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)等。
二、通用高分子材料
1.塑料。
(1)成分。
塑料的主要成分是合成树脂,例如,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。
(2)分类:
(3)几种常见的塑料。
①聚乙烯:
分类 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
合成条件 较高压力和较高温度,引发剂 较低压力和较低温度、催化剂
高分子链 的结构 含有较多支链 支链较少
相对分子质量 较低 较高
密度 较低 较高
用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等
现在通过改进聚合反应的催化剂,得到了超高相对分子质量聚乙烯(相对分子质量大于106),具有高强度和高耐磨性,使用温度范围广,耐化学腐蚀,可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
②酚醛树脂。
a.概念:酚醛树脂是用酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
b.形成。
c.用途。
酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。可用于生产烹饪器具的手柄,一些电器与汽车的零部件,火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
③聚氯乙烯。
聚氯乙烯薄膜广泛用作包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具、塑料大棚等。聚氯乙烯塑料中往往需要加入一些增塑剂,这些增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来,使柔软的塑料变硬。有的增塑剂具有一定的毒性。所以不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料。
(4)可降解高分子。
废弃的塑料制品会危害环境,造成“白色污染”。为了根除“白色污染”,人们研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子,如聚乳
酸( )具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可以用于
手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等,手术后不用拆线或取出固定材料,减轻了患者与医生的负担。现在还出现了聚乳酸与淀粉等混合制成的生物降解塑料,可用于一次性餐具、食品和药品包装等。加入光敏剂的聚乙烯等光降解塑料,可用于农用地膜、包装袋等。近年来,我国科学工
作者已成功研究出以CO2为主要原料,使之与环氧丙烷( )等反应生产可降解高分子材料。
2.合成纤维。
(1)纤维的分类:
①合成纤维:以石油、天然气、煤、农副产品作原料,将其转化为单体,再经聚合反应而制得的纤维。
②再生纤维:利用木材、秸秆等农副产品为原料经化学加工处理而制得的纤维。
(2)常见的合成纤维。
常见的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶。
3.合成橡胶。
(1)合成橡胶。
如顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料经聚合得到以顺式结构为主的
聚1,3-丁二烯,其化学方程式为
②天然橡胶为线型高分子,硫化后转变成网状结构。
三、功能高分子材料
1.高吸水性树脂。
(1)应用。
干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。
(2)合成方法。
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接入带有强亲水基团的支链,以提高它们的吸水能力。
②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合,得到含有亲水基团的聚合物。如聚丙烯酸钠。
2.高分子分离膜。
(1)分离膜。
分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,形成浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分离膜的分类。
分离膜根据膜孔大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等,以分离不同的物质。
(3)制作分离膜的材料。
有机高分子材料,如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)高分子分离膜的应用。
广泛用于海水淡化和饮用水的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
【自主思考】
1.人们平常所说的“三大合成材料”指的是什么
提示:塑料、合成纤维、合成橡胶。
2.合成纤维和再生纤维都是人工合成的高分子吗
提示:天然植物纤维经化学加工所得的纤维为再生纤维,但它并非真正是“人造”的,只是将天然纤维加工改造,所以再生纤维不是人工合成的高分子。
3.橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化,其目的是什么
提示:硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键,以—S—S—等将橡胶的线型结构连接为网状结构,得到既有弹性,又有强度的橡胶。
4.新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别
提示:两者在本质上没有区别。从组成元素上看,都是由C、H、O、N、S等元素组成的;从合成反应上看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成的;从结构上看,都有线型、网状结构。它们的重要区别在功能和性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
【效果自测】
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)塑料就是合成树脂。( )
(2)用带有橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾溶液。( )
(3)天然橡胶的成分通常是顺式聚异戊二烯,它属于合成高分子材料。
( )
(4)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。( )
(5)高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠。
( )
(6)离子交换树脂主要用于分离和提纯物质。( )
×
×
×
×
√
√
制备电木的酚醛树脂,E.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯),其中属于线型结构的是 ,可溶于有机溶剂的是 ,加热能熔融的是 ,用于制备轮胎的是 ,用于制备车窗玻璃的是 ,用于制备插座、电器把手的是 。
答案:ABE ABE ABE C E D
解析:根据高聚物的结构特点,酚醛树脂和硫化橡胶为网状结构,其他为链状结构,属于线型高分子。线型高分子能溶于有机溶剂,加热能熔融。
3.下列材料中,①高分子膜;②生物高分子材料;③隐身材料;④液晶高分子材料;⑤光敏高分子材料;⑥智能高分子材料,属于功能高分子材料的是( )。
A.①②⑤
B.②④⑤⑥
C.③④⑥
D.①②③④⑤⑥
答案:D
解析:既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料属于功能高分子材料,所以本题答案选D。
合作探究 释疑解惑
探究任务
有机高分子的结构、性质及反应特点
问题引领
1.常见的有机高分子可发生的化学反应有哪些
提示:(1)降解,(2)橡胶硫化,(3)催化裂化。
2.请根据你的生活经验判断下列物品破损时可以进行热修补的有哪些
①聚氯乙烯凉鞋 ②电木插座 ③自行车内胎 ④聚乙烯塑料膜 ⑤有机玻璃
提示:①③④⑤。电木的主要成分是酚醛树脂,属于网状结构,具有热固性,不能进行热修补。
提示:顺丁橡胶中含有碳碳双键,易被氧气氧化,易老化。碳碳双键能发生加成反应,橡胶经硫化后,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或二硫键
(—S—S—),线型结构变为网状结构,可抗老化。
3.顺丁橡胶 易老化的原因是什么 如何解决这个问题
归纳提升
1.有机高分子化学反应的特点。
(1)与结构的关系。
结构决定性质,有机高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成,酯基易水解、醇解,羧基易发生酯化、取代等反应。
(2)常见的有机高分子化学反应。
①降解。
在一定条件下,高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯;聚苯乙烯用氧化钡处理,能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有:生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。
②橡胶硫化。
天然橡胶 经硫化,破坏了碳碳双键,形成单硫键
(—S—)或二硫键(—S—S—),线型结构变为网状结构。
③催化裂化。
塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。
2.有机高分子的结构与性质。
高分子 线型结构高分子 网状结构高分子
结构 分子中的原子以共价键相连,构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来,形成网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解,但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性,无固定熔点 具有热固性,受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好
常见物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
典型例题
【例题】 已知涤纶和锦纶是常用的布料,请根据下列叙述回答有关问题。
(1)已知涤纶的结构简式为
①合成涤纶的单体是 、 、 (可不填满,也可补充);
②合成涤纶的反应方程式和反应类型分别是 、 。
(2)已知合成锦纶只用了一种原料,这种原料的结构简式是:
则合成锦纶的反应方程式和反应类型是 、
。
以下合成路线是某化工厂生产流程的一部分:
请回答下列问题。
(1)写出F中官能团的名称 。
(2)写出D的名称(系统命名) 。
(3)④的反应类型是 ,B的结构简式是 。
(4)写出反应⑥的化学方程式为 。
(5)H是D的同分异构体,核磁共振氢谱有3组峰且属于炔烃的结构简式为 、 。
(6)下列有关C的说法正确的是 。
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能与乙酸发生酯化反应
答案:(1)羟基、羧基
(2)2-甲基-1,3-丁二烯
(6)ACD
课堂小结
第二节 高分子材料
第五章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.能从微观角度了解高分子材料的分类和用途,能说出高聚物的结构与性质的关系。
2.了解合成高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献,但也要了解高分子材料对环境造成的不良影响。
3.从新型高分子材料所含官能团的角度,辨析不同类型新型高分子材料及其化学性质的差异和用途的不同。了解新型高分子材料优异的性能,了解新型高分子材料对环境的污染,研制环保型的新型高分子材料是保护环境的关键。
自主预习 新知导学
一、高分子材料
1.分类:
2.高分子的命名。
(1)天然高分子习惯使用专有名称,如纤维素、淀粉、甲壳质、蛋白质等。
(2)合成高分子一般在单体名称前加上“聚”字,如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等。由两种单体聚合成的高聚物有两种命名法,一是在缩合产物或两种单体前加“聚”,例如,聚对苯二甲酸乙二酯、聚己二酰己二胺等;二是在两种单体名称后加上“树脂”,例如,酚醛树脂、脲醛树脂等。这里的树脂是指未加工处理的聚合物。
(3)合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”,如乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。
(4)合成纤维的名称常用“纶”,如涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)、锦纶(脂肪族聚酰胺纤维)、维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)等。
二、通用高分子材料
1.塑料。
(1)成分。
塑料的主要成分是合成树脂,例如,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。
(2)分类:
(3)几种常见的塑料。
①聚乙烯:
分类 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
合成条件 较高压力和较高温度,引发剂 较低压力和较低温度、催化剂
高分子链 的结构 含有较多支链 支链较少
相对分子质量 较低 较高
密度 较低 较高
用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等
现在通过改进聚合反应的催化剂,得到了超高相对分子质量聚乙烯(相对分子质量大于106),具有高强度和高耐磨性,使用温度范围广,耐化学腐蚀,可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
②酚醛树脂。
a.概念:酚醛树脂是用酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
b.形成。
c.用途。
酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。可用于生产烹饪器具的手柄,一些电器与汽车的零部件,火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
③聚氯乙烯。
聚氯乙烯薄膜广泛用作包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具、塑料大棚等。聚氯乙烯塑料中往往需要加入一些增塑剂,这些增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来,使柔软的塑料变硬。有的增塑剂具有一定的毒性。所以不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料。
(4)可降解高分子。
废弃的塑料制品会危害环境,造成“白色污染”。为了根除“白色污染”,人们研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子,如聚乳
酸( )具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可以用于
手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等,手术后不用拆线或取出固定材料,减轻了患者与医生的负担。现在还出现了聚乳酸与淀粉等混合制成的生物降解塑料,可用于一次性餐具、食品和药品包装等。加入光敏剂的聚乙烯等光降解塑料,可用于农用地膜、包装袋等。近年来,我国科学工
作者已成功研究出以CO2为主要原料,使之与环氧丙烷( )等反应生产可降解高分子材料。
2.合成纤维。
(1)纤维的分类:
①合成纤维:以石油、天然气、煤、农副产品作原料,将其转化为单体,再经聚合反应而制得的纤维。
②再生纤维:利用木材、秸秆等农副产品为原料经化学加工处理而制得的纤维。
(2)常见的合成纤维。
常见的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶。
3.合成橡胶。
(1)合成橡胶。
如顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料经聚合得到以顺式结构为主的
聚1,3-丁二烯,其化学方程式为
②天然橡胶为线型高分子,硫化后转变成网状结构。
三、功能高分子材料
1.高吸水性树脂。
(1)应用。
干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。
(2)合成方法。
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接入带有强亲水基团的支链,以提高它们的吸水能力。
②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合,得到含有亲水基团的聚合物。如聚丙烯酸钠。
2.高分子分离膜。
(1)分离膜。
分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,形成浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分离膜的分类。
分离膜根据膜孔大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等,以分离不同的物质。
(3)制作分离膜的材料。
有机高分子材料,如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)高分子分离膜的应用。
广泛用于海水淡化和饮用水的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
【自主思考】
1.人们平常所说的“三大合成材料”指的是什么
提示:塑料、合成纤维、合成橡胶。
2.合成纤维和再生纤维都是人工合成的高分子吗
提示:天然植物纤维经化学加工所得的纤维为再生纤维,但它并非真正是“人造”的,只是将天然纤维加工改造,所以再生纤维不是人工合成的高分子。
3.橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化,其目的是什么
提示:硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键,以—S—S—等将橡胶的线型结构连接为网状结构,得到既有弹性,又有强度的橡胶。
4.新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别
提示:两者在本质上没有区别。从组成元素上看,都是由C、H、O、N、S等元素组成的;从合成反应上看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成的;从结构上看,都有线型、网状结构。它们的重要区别在功能和性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
【效果自测】
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)塑料就是合成树脂。( )
(2)用带有橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾溶液。( )
(3)天然橡胶的成分通常是顺式聚异戊二烯,它属于合成高分子材料。
( )
(4)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。( )
(5)高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠。
( )
(6)离子交换树脂主要用于分离和提纯物质。( )
×
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√
√
制备电木的酚醛树脂,E.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯),其中属于线型结构的是 ,可溶于有机溶剂的是 ,加热能熔融的是 ,用于制备轮胎的是 ,用于制备车窗玻璃的是 ,用于制备插座、电器把手的是 。
答案:ABE ABE ABE C E D
解析:根据高聚物的结构特点,酚醛树脂和硫化橡胶为网状结构,其他为链状结构,属于线型高分子。线型高分子能溶于有机溶剂,加热能熔融。
3.下列材料中,①高分子膜;②生物高分子材料;③隐身材料;④液晶高分子材料;⑤光敏高分子材料;⑥智能高分子材料,属于功能高分子材料的是( )。
A.①②⑤
B.②④⑤⑥
C.③④⑥
D.①②③④⑤⑥
答案:D
解析:既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料属于功能高分子材料,所以本题答案选D。
合作探究 释疑解惑
探究任务
有机高分子的结构、性质及反应特点
问题引领
1.常见的有机高分子可发生的化学反应有哪些
提示:(1)降解,(2)橡胶硫化,(3)催化裂化。
2.请根据你的生活经验判断下列物品破损时可以进行热修补的有哪些
①聚氯乙烯凉鞋 ②电木插座 ③自行车内胎 ④聚乙烯塑料膜 ⑤有机玻璃
提示:①③④⑤。电木的主要成分是酚醛树脂,属于网状结构,具有热固性,不能进行热修补。
提示:顺丁橡胶中含有碳碳双键,易被氧气氧化,易老化。碳碳双键能发生加成反应,橡胶经硫化后,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或二硫键
(—S—S—),线型结构变为网状结构,可抗老化。
3.顺丁橡胶 易老化的原因是什么 如何解决这个问题
归纳提升
1.有机高分子化学反应的特点。
(1)与结构的关系。
结构决定性质,有机高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成,酯基易水解、醇解,羧基易发生酯化、取代等反应。
(2)常见的有机高分子化学反应。
①降解。
在一定条件下,高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯;聚苯乙烯用氧化钡处理,能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有:生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。
②橡胶硫化。
天然橡胶 经硫化,破坏了碳碳双键,形成单硫键
(—S—)或二硫键(—S—S—),线型结构变为网状结构。
③催化裂化。
塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。
2.有机高分子的结构与性质。
高分子 线型结构高分子 网状结构高分子
结构 分子中的原子以共价键相连,构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来,形成网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解,但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性,无固定熔点 具有热固性,受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好
常见物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
典型例题
【例题】 已知涤纶和锦纶是常用的布料,请根据下列叙述回答有关问题。
(1)已知涤纶的结构简式为
①合成涤纶的单体是 、 、 (可不填满,也可补充);
②合成涤纶的反应方程式和反应类型分别是 、 。
(2)已知合成锦纶只用了一种原料,这种原料的结构简式是:
则合成锦纶的反应方程式和反应类型是 、
。
以下合成路线是某化工厂生产流程的一部分:
请回答下列问题。
(1)写出F中官能团的名称 。
(2)写出D的名称(系统命名) 。
(3)④的反应类型是 ,B的结构简式是 。
(4)写出反应⑥的化学方程式为 。
(5)H是D的同分异构体,核磁共振氢谱有3组峰且属于炔烃的结构简式为 、 。
(6)下列有关C的说法正确的是 。
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能与乙酸发生酯化反应
答案:(1)羟基、羧基
(2)2-甲基-1,3-丁二烯
(6)ACD
课堂小结